Het team van de Universiteit van Texas in Austin dat leiding gaf aan een tweelingsatellietsysteem dat in 2002 werd gelanceerd om gedetailleerde metingen van de aarde uit te voeren, genaamd het Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), rapporten in het meest recente nummer van het tijdschrift Natuur Klimaatverandering over de bijdragen die hun bijna twee decennia aan gegevens hebben geleverd aan ons begrip van mondiale klimaatpatronen.

Onder de vele bijdragen die GRACE heeft geleverd:

• GRACE registreerde drie keer de hoeveelheid ijs die verloren ging in de pool- en berggebieden sinds de eerste metingen, een gevolg van de opwarming van de aarde.
• GRACE maakte een meting mogelijk van de hoeveelheid warmte die aan de oceaan wordt toegevoegd en de locatie voor die warmte die in de oceaan blijft opgeslagen. GRACE heeft gedetailleerde observaties gegeven, bevestigen dat het grootste deel van de opwarming plaatsvindt in de bovenste 2, 000 meter van de oceanen.
• GRACE heeft vastgesteld dat van de 37 grootste waterhoudende grondlagen, 13 hebben een kritiek massaverlies ondergaan. dit verlies, door zowel een klimaatgerelateerd effect als een antropogeen (door de mens veroorzaakt) effect, documenteert de verminderde beschikbaarheid van schone, zoetwatervoorziening voor menselijke consumptie.
• De informatie verzameld van GRACE levert essentiële gegevens voor het federale agentschap United States Drought Monitor en heeft licht geworpen op de oorzaken van droogte en uitputting van watervoerende lagen in plaatsen over de hele wereld, van India tot Californië.

Bedoeld om slechts vijf jaar in een baan om de aarde te blijven voor een beperkte, experimentele missie om kleine veranderingen in de zwaartekrachtvelden van de aarde te meten, GRACE is al meer dan 15 jaar actief en heeft een ongekend inzicht gegeven in onze wereldwijde watervoorraden, van nauwkeurigere metingen van poolijsverlies tot een beter zicht op de oceaanstromingen en de stijging van de mondiale zeespiegel. De missie was een samenwerking tussen NASA en het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum en werd geleid door onderzoekers van het Centrum voor Ruimteonderzoek van de Cockrell School of Engineering van de UT.

Door veranderingen in massa te meten die afwijkingen veroorzaken in de kracht van de zwaartekracht op de verschillende systemen van de aarde - watersystemen, ijskappen, atmosfeer, landbewegingen en meer - de satellieten kunnen kleine veranderingen in de interacties van het aardsysteem meten.

"Door de fysieke componenten van het dynamische systeem van de aarde als geheel te volgen, GRACE biedt een tijdvariabel en holistisch overzicht van hoe onze oceanen, atmosfeer en landoppervlaktopografie interageren, " zei Byron Tapley, de Clare Cockrell Williams Centennial Chair Emeritus in het Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics, die in 1981 het Center for Space Research aan de UT oprichtte en die als hoofdonderzoeker van de GRACE-missie diende.

De GRACE-missie werd geselecteerd als de eerste door PI geleide Earth System Pathfinder-missie, met Tapley en het Center for Space Research aan het roer, en het werd geïmplementeerd in samenwerking met het NASA Jet Propulsion Laboratory en het German Geodetic Institute in Potsdam. De missie werd uitgevoerd in het kader van een samenwerking tussen NASA en het Duitse ruimteagentschap, maar UT-faculteitsleden, onderzoekers en studenten hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan de engineering, conceptontwikkeling en wetenschappelijke data-analyse componenten van het experiment. Ondanks dat het een riskante onderneming is die met minimale financiering werkt, de GRACE-missie overtrof alle verwachtingen en blijft een paradigmaverschuivende reeks metingen bieden.

"Het concept om de veranderende gravimetrische patronen op aarde te gebruiken als middel om grote veranderingen in de interacties van het aardsysteem te begrijpen, was eerder voorgesteld, "Zei Tapley. "Maar we waren de eersten die het mogelijk maakten op een meetniveau dat de behoeften van de diverse aardwetenschappelijke gemeenschap ondersteunde."

Nu de GRACE Follow-On-missie, waarin het Center for Space Research een rol zal blijven spelen, is met succes gelanceerd, de kans om het GRACE-record voort te zetten voor een tweede multidecadale meting van veranderingen in massa over het hele aardesysteem is mogelijk. Ingenieurs en wetenschappers verwachten dat het langere gegevensinterval hen in staat zal stellen een nog duidelijker beeld te krijgen van hoe de klimaatpatronen van de planeet zich in de loop van de tijd gedragen.